宇宙为什么不按计划生长

我们生活在一个由暗能量和暗物质主导的宇宙中。暗能量是一种神秘的力量，它使得宇宙加速膨胀，而暗物质是一种看不见的物质，它通过引力作用于普通物质，形成星系和星团等大尺度结构。这两种成分分别占据了宇宙能量密度的约70%和25%，而我们熟悉的原子物质只占据了不到5%。

我们可以用一种简单而优美的理论来描述这个宇宙：广义相对论加上一个常数Λ，即爱因斯坦方程中的一个额外项，代表着暗能量。这个理论被称为ΛCDM模型，其中CDM代表冷暗物质，是一种速度很慢的暗物质。这个模型可以很好地解释许多观测数据，比如宇宙微波背景辐射的温度涨落、星系红移巡天的密度扰动、超新星的距离-亮度关系等。

然而，最近有一些新的证据表明，这个模型可能并不完美。一些来自不同数据源的研究发现，宇宙中大尺度结构的生长速率似乎比ΛCDM模型预测的要慢。换句话说，宇宙中的密度扰动似乎没有按照理论计划那样增长。这些数据源包括：弱引力透镜、星系聚类和宇宙速度场。

这些数据源都可以给出一个重要的参数：fσ8，其中f是扰动增长率，σ8是8赫兹球内的密度涨落标准差。这个参数反映了宇宙中结构形成的强度。如果ΛCDM模型正确，那么fσ8应该随着红移z（即观测时刻与现在时刻之间的相对时间差）而变化，并且可以用一个简单的公式来表示：

其中Ωm(z)是物质能量密度占总能量密度的比例。这个公式中的0.55是一个特殊的数字，叫做增长指数γ。它是由广义相对论在平坦ΛCDM模型下推导出来的。